Dispositif indicateur notamment pour la mesure d'angles.
La présente invention concerne un dispositif indicateur, notamment pour la mesure d'angles, et s'applique notamment à des radio- goniomètres, des phasemètres, des répétiteurs d'angles à'distance.
Dans de tels dispositifs, il est souvent intéressant de pouvoir obtenir au moins deux indications simultanées sur le même appareil indicateur. Dans les radiogoniomètres à lecture instantanée par exemple, il peut être dé sirable d'avoir une indication de direction principale et une deuxième indication permettant de faire le point par recoupement des deux directions, ou encore d'avoir simultanément une indication de direction présentant de façon inhérente une incertitude de 180 sur son sens et une indication définissant le sens de l'indication de direction.
De même, dans le cas de phasemètres ou de répétiteur d'angles à distance, il peut être désirable de faire apparaître sur un seul indicateur à la fois une indication fixe de repère et une indication va xiable donnant la mesure desiree, 1'indication de repère ayant ainsi une position automati quement réglée.
La présente invention a pour but de prévoir des moyens pour faire apparaître sur l'écran d'un appareil indicateur, tel qu'un tube à rayons cathodiques, deux ou plusieurs indications simultanées et des moyens pour différencier visuellement ces diverses indications.
Le dispositif indicateur suivant l'invention qui sert notamment pour la mesure d'angles et dans lequel au moins deux indications simultanées peuvent être obtenues sur l'écran d'un appareil indicateur est caractérisé par des moyens pour commuter ces indications sur l'écran à une cadence telle qu'elles appa- raissent en permanence sur ledit écran.
Lesdits moyens commutateurs peuvent être mécaniques, électroniques, semi-électroni- ques ou électromagnétiques.
De plus, ces moyens commutateurs peuvent être particulièrement disposés pour agir par blocage alternatif par polarisation grille de lampes à décharge dans le vide faisant partie du circuit récepteur, tout en commutant en même temps, si nécessaire, les con nexions du circuit de lever de doute a. u eir- cuit récepteur.
L'une des excitations simultanées ainsi obtenues peut être différenciée des autres en ce qu'elle apparait en pointillé sur l'écran de l'oscillographe, cette apparence étant réalisée par l'application d'une tension additionnelle de commande, de fréquence supérieure à celle du balayage, sur des électrodes convenables du tube à rayons cathodiques à cette fré- quence élevée pendant la période correspondante du balayage où se forme cette image.
Dans un exemple d'application à un circuit radiogoniométrique du dispositif selon l'invention, deux voies de transmission dis tinctes sont prévues dans le récepteur, et ces deux voies sont alternativement bloquées au moyen de deux séries d'impul, sions compl- mentaires fournies par un générateur d'impulsions électriques de tout type connu. Les voies commandent ainsi alternativement le balayage du tube à rayons cathodiques utilisé comme indicateur pour faire apparaître sur son écran deux images différentes qui. paraissent simultanées à l'observateur. Ces deux images peuvent correspondre soit à deux indications de direction de stations émettrices différentes, soit à une indication de direction et une indication de lever de doute d'une seule station.
Dans les deux cas, l'image auxiliaire peut apparaître en pointillé au moyen de l'application sur une électrode telle que la grille de commande du tube à rayons catho- diques d'une tension à fréquence plus élevée dérivée du circuit générateur d'impulsions ou obtenue de toute autre manière synchronisée de façon à n'être appliquée sur ladite éleetrode de commande que pendant les périodes de fonctionnement de l'une des voies.
Dans d'autres exemples d'application de l'invention à des circuits radiogoniométriques, on peut utiliser des arrangements de relais électro-mécaniques commandés périodiquement pour effectuer les commutations de balayage nécessaire.
Des formes d'exécution de l'objet de l'in- vention seront exposées en détail dans la des cription suivante donnée en relation avec les dessins annexés, donnés à titre d'exemple et dans lesquels :
La fig.] représente, schérnatiquement, un exemple de circuit radiogoniométrique per- mettant d'obtenir deux indications de direction simultanées sur le même cadran d'oscillo- graphe ;
graphe ;
La fig. 2 est un diagramme utilisé dans l'exposé de fonctionnement du circuit de la fig. 1 ;
La fig. 3 représente les indications qui apparaissent sur l'écran du tube à rayons cathodiques Indicateur de la fig. 1 ;
La fig. 4 représente un exemple de circuit radio-goniométrique pourvu d'un système de lever de doute ;
La fig. 5 montre les indications qui apparaissent sur l'écran à rayons cathodiques indicateurs de la fig. 4, et
les fig. 6, 7 et 8 représentent, sehémati- quement, des exemples de circuits radiogonio- métriques permettant également de faire apparaître simultanément sur l'écran du tube à rayons cathodiques utilisé comme indicateur à la fois les indieations d'angle et de sens.
Se référant à la fig. 1, le circuit représente permet de réaliser l'indication de deux directions sur le même tube a rayons catho- diques. 1 et 2 désignent deux stators perpen diculaires connectés a, des aériens fixes ou un ensemble d'aériens orientables. Le cher cheur goniométrique 3 est relié à deux lampes amplificatrices haute fréquence 4 et 5. La lampe 6 consiste, par exemple, en une lampe ehangeuse de fréquence disposée pour être associée à la lampe 4, l'ensemble 4, 6 étant a commande unique de la capacité, comme indiqué par le bouton 7.
La lampe 8 est une lampe ehangeuse de fréquence analogue à la lampe 6 et l'ensemble 5, 8 est accordé par capacité variable au moyen de la commande unique 9 ; les lampes 6 et 8, après avoir effectué le changement de fréquence, alimentent l'amplificateur 20 dont le circuit de sortie est relié au circuit de balayage 10 constitué par exemple par une bobine tournant autour du tube à rayons cathodiques 11 utilisé comme indicateur.
Dans ce circuit, les deux ensembles 4, 6 et 5, 8 sont disposés pour fonctionner alternativement. En supposant que l'ensemble 4, 6 est mis en circuit et que le, s lampes fone- tionnent normalement ainsi que l'amplifica- teur 20, on obtient alors sur l'écran 12 du tube à rayons cathodiques 11 une image classique de radiogoniométrie 13. Le chercheur goniometrique 3 et la bobine de balayage cir culaire 10 tournent en synchronisme et la modulation radiale est effectuée dans la bobine 10 par la variation de forme du courant détecté et amplifié sortant de l'amplifica- teur 20.
En reliant les retours de connexion-de grille de l'ensemble 4, 6 par la ligne 14 à un générateur de top 15 de toute structure appropriée, le fonctionnement. du récepteur 20 sera périodiquement interrompu. Ainsi, par exem- ple, sur la fig. 2, on a représenté en A des courants de formes rectangulaires présentant les parties positives tl, t3, t5.
Ce courant peut être appliqué sur les grilles des lampes 4 et 6, de manière que ces lampes ne transmettent du courant que pendant la durée des tops tl, t3, t5. L'image 13 ne paraîtra sur l'écran 12 du tube à rayons cathodiques que pendant les temps tl, t3, t5. La durée des tops tl, t3, t5 doit être choisie de manière qu'il y ait au moins une image complète 13 sur l'écran 12 pendant chaque top, ou tout au moins que l'image 13 apparaisse un nombre suffisant de fois par seconde pour assurer sa persistance lumineuse. Cette cadence de répétition doit en pratique être d'au moins 15 images complètes par seconde. Cette condition est par suite largement satisfaite avec des balayages de vitesse usuelle d'environ 50 images par seconde.
Si maintenant on commande les retours de grille de l'ensemble 5, 8 au moyen d'une ligne 16 par le générateur de top 15, mais avec un courant rectangulaire complémentaire au courant A, par exemple tel que représenté en B sur la fig. 2, l'ensemble 5, 8 sera mis en service dans les intervalles de repos de l'ensemble 4, 6. On obtient une deuxième image sur le tube à rayons cathodiques si les condensateurs'des lampes'5 et 8 sont réglés sur une émission par la commande 9, tandis que les condensateurs des lampes 4 et 6 sont réglés sur une autre émission par la commande 7. Chacune des images ainsi obtenues donnera la direction d'une station.
On doit noter qu'il n'est pas indispen- sable que les courants reetangulaires en. gen- dures par le générateur 15 soient rigoureusement complémentaires ; il n'est pas nécessaire non plus qu'ils. soient rigoureusement rectanglaires. Il suffit que le fonctionnement des ensembles 4, 6 et 5, 8 soit alterné.
Afin de faciliter la compréhension des indications obtenues et pour distinguer les images principales d'une image secondaire, il est prévu de moduler la grille 17 du tube à rayons cathodiques 11'de manière à faire apparaître en pointillé l'une des images, par exemple l'image 18 (fig. 3), tandis, que l'image principale 19 apparaît en trait plein.
Afin d'effectuer cette modulation, on utilise les tops t2, t4, t6 de la courbe B de la fig. 2 pour commander la transmission sur la grille 17 des pointes de tension à fréquences beaucoup plus élevées, de l'ordre, de 10, 000 pé- riodes par seconde par exemple, comme représenté en W sur la fig. 2. A chaque pointe de tension, la. grille 17 ud, tube à rayons cathodiques 11 devient fortement négative, ce qui correspond'à une extinction ou tout au moins à une diminution très notable de la luminosité du spot. On réalise ainsi une courbe qui apparait en pontillé sur l'écran.
Dans la réalisation décrite, ont peut lais- ser les lampes 4 et 5 connectées en perma nence et n'agir que sur le fonctionnement des lampes changeuses de fréquence 6 et 8. D'une autre manière, au lieu d'assurer le blocage alternatif de ces lampes par le retour des polarisations de grille, on peutshunterdescir- cuits d'induction ou autres, insérés dans le circuit de sortie, de ces lampes par des valves redresseuses rendues positives, par les tops du courant Tectaugulaire db fae, on Mà alnortir alternativement l'un ou l'autre circuit.
Au lieu d'utiliser deux commandes manuelles des condensateurs d'accord, on peut prévoir un condensateur variable unique pourvu de capacités additionnelles ou tout autre dispositif convenable pour réaliser une commande automatique sur des fréquences prédéterminées.
Pour des radiogoniomètres à lecture ins tantanée particulièrement disposés pour l'ob- serva. tion de signaux de très courte durée (de l'ordre de la seconde par exemple), on utilise généralement un circuit radiogoniométrique du genre représenté sur la fig. 4.
Le récepteur radiogoniométrique 95 a ses circuits d'entrée alimentés par le rotor 24 du chercheur radiogoniométrique 23 qui est luimême relié aux deux cadres perpendiculaires 21 et 22. On peut utiliser à la place de ces circuits tout autre dispositif à diagramme di rectionnel couramment employé en radiogo- niomÚtrie.
Le chercheur radiogoniomÚtrique 23 représenté sur Ia. fig. 4 est entraîné par exem- pIe par un moteur 27 qui entraîne lui-même un système de bobines magnétiques 28 tournant autour du tube à rayons cathodiques 31 qui sert d'indicateur. Le dispositif de déviation magnétique 28 tournant autour du tube est constitué par une paire de bobines de dé- viation 29 et 30 et une autre paire de bobines de déviation 32 et 33 orthogonales à la précé- dente. Un point commun des deux paires de bobines magnétiques de déviation est relié par la bague 34 à la haute tension du recep- teur 35.
Les bornes d'entrée des deux circuits magnétiques orthogonaux sont connectés aux deux autres bagues 35 et 36 du collecteur.
Lorsque le récepteur 25 se trouve au u moyen de la clé 46 dans la position de relè vemen. t., c'est-a-dire Iorqu son circuit d'en- trée est connecté directement au rotor du chercheur et son circuit de sortie à la bague 36, comme c'est le cas sur la fig. 4. et lorsque l'ensemble chercheur-moteur-système de dé- viation tourne d'une manière continue, on obtient une image radiogoniométrique classique
38, 39 (fig. 5) qui permet de connaître à 180"près la direction de l'émission sur laquelle est réglé le récepteur 25.
En abaissant la clé de lever de doute du circuit de la fig. 4 sur la position de lever de doute, d'une part, on fait entrer dans le récepteur une tension haute fréquence prove nant de l'antenne qui est convenablement superposée en amplitude et en phase à celle du chercheur et qui a pour effet de rapprocher deux à deux les minima de réception qui ne se trouvent plus alors à 180 . D'autre part, cette opération branche la sortie du récep- teur sur la bague 35 du collecteur alimentant ainsi un système de déviation perpendiculaire au précédent.
S'il n'y avait pas de tension haute fréquence provenant de l'an- tenne. le résultat de cette nouvelle position sur la déviation du spot serait de produire une image identique à la précédente mais décalée de 90'et occupant la position 42, 43.
Mais le fait d'ajouter un courant d'antenne rapproehant deux à deux les minima. de ré eeption produit des images 44, 45 dont l'angle 47 dépend de l'importance du courant d'an- tenne. Le pliage s'effectue soit autour de la branche 39, soit autour de la branche 38 de l'image de direction suivant la phase du cou- rant d'antenne, c'est-à-dire suiva, nt le sens véritable de la direction de l'émetteur. Par convention, lorsque le pliage s'effectue de la manière indiquée sur la fig. 5, la direction vraie de l'émission est 40 et non pas 41.
Lorsque l'émission goniométrée consiste en des signaux très brefs, l'opérateur ne possède généralement pas des réactions physiolo- giques suffisantes pour manmuvrer la clé et faire apparaître l'image pliée dans le temps de durée du signal reçu. II est alors nécessaire de prévoir des moyens pour faire apparaître à la fois l'image radiogoniométrique classique et une deuxième image permettant de déterminer le sens de l'indication de direction obtenue.
Cette apparition simultanée des deux images est obtenue dans des formes d'exécution du dispositif selon l'invention en remplaçant la clé manuelle de lever de doute 46 par un dispositif mécanique, électronique ou semi-électronique effectuant automatique ment la commutation alternative des deux positions à une fréquence suffisante pour permettre l'observation simultanée des deux images de relèvement et de lever de doute.
Diverses variantes de réalisation permet tantd'obtenircerésultat sont représentées sur les fig. 6, 7 et 8. Dans le circuit, de la, fig. 6, le récepteur radiogoniométrique 48 est relié par l'intermédiaire d'un chercheur 49 à un ensemble d'aériens orthogonaux 50 et 51.
D'autre part, l'antenne de lever de doute 52 et les circuits déphaseurs associés 53 fournissent un courant haute fréquence, par l'inter- médiaire du relais 54, sur les'circuits,d'entrée du récepteur 48. Lorsque l'armature supérieure 55 du relais 54 vient sur son contact 56, le récepteur fonctionne dans la position de lever de doute, c'est-à-, dire que les minima de la courbe enveloppe du courant sortant du récepteur 48 sont rapprochés deux à deux.
Cependant, le relais ; 54 eommasde également la position de l'armature 57 sur l'un ou l'autre des contacts 58 et 59 et distribue le courant de la lampe de sortie 60 soit à l'élé- ment de déviation 61, soit à l'élément de. dé- viation 62 du tube à rayons cathodiques utilisé comme indicateur.
Dans sa position de relèvement, l'armature 55 n'est pas, sur son contact 56, le récepteur 48 alimente la bobine de déviation 62 et donne l'image de la direction 63 présentant deux feuilles à 180 . Lorsque le relais établit le contact 55-56, il établit également le contact 57-58 et le circuit de sortie 60 du ré- cepteur alimente la bobine de déviation 61.
Le circuit est alors dans la position de lever de doute, les circuits 53 étant reliés au récep- teur, et l'image se trouve déformée de la manière convenable, après rotation de 90 , pour donner l'image 64 sur l'écran du tube à rayons cathodiques.
Le relais 54 est alimenté par le contact intermittent 65 ; ce contact intermittent est commandé par exemple par la came 66 calée en bout d'arbre d'un petit moteur synchrone 67. Le contact 65 peut par suite être établi un certain nombre de fois par seconde. Le relais 54 commute. donc périodiquement les circuits de lever de doute 53 en et hors circuit en même temps qu'il commute les bobines déflectrices 61 et 62 de l'oscillographe.
Si le moteur tourne à une vitesse suffisamment rapide ou que la commutation s'effectue à une vitesse suffisamment élevée ou si la substance fluorescente est telle qu'elle assure une persistance des indications lumineuses, on aura à l'ceil l'impression de persistance des deux images qui apparaîtront superposées.
Bien qu'un relais ait été représenté pour effectuer la commutation alternée, la came 66 pourrait être employée pour commander directement les contacts 55-56 et 57-58-59. Le choix du profil de la came permet de commander les durées respectives du fonctionnement en relèvement et du fonctionnement en lever de doute.
Ira fig. 7 représente un autre exemple de réalisation d'un tel radiogoniomètre à lever de doute automatique, dans lequel le récepteur 68 comporte deux étages de sortie 69 et 70 reliés chacun à un système de déviation 71 ou 72 du tube à rayons cathodiques utilisé comme indicateur.
Le relais 73 fonctionne alors de la manière exposée à propos du relais 54 dans la fig. 6, c'est-à-dire sous, la commande de la came 74 entraînée par le moteur 76 mais, afin d'éviter de couper des courants relativement importants, il commute alternativement les circuits de retour des grilles des étages de sortie 69 et 70 du récepteur sur une polarisation fortement négative 88, supprimant alternativement le fonctionnement de l'une ou l'autre des lampes 69 et 70.
Cette disposition permet d'éviter des circuits de filtrage de courant de rupture et les parasites qui pourraient en résulter, donc des déformations des images sur l'écran fluorescent. Dans cette variante de réalisation, on peut encore commander directement par la came 74 les contacts de mise en fonctionnement alterné des lampes de sortie 69 et 70.
Toute autre combinaison peut d'ailleurs être utilisée en partant d'un) courant faible tel qu'un courant de retour de grille d'une lampe amplificatrice pour commander l'établisse ment d'un régime de fonctionnement ou le supprimer afin d'alimenter soit les éléments déviateurs 71, soit les éléments déviateurs 72.
On peut aussi utiliser tout autre système de déviation autre que celui représenté. Ainsi. dans le cas d'emploi d'un potentiomètre à résistance pour le balayage circulaire, on peut commuter, au moyen d'un relais tel que celui de la fig. 6, non pas les bobines de déviation 61, 62, mais les connexions alimentant un système de déviation rectangulaire en faisant tourner de 90"par cette commutation la phase de l'image obtenue.
Une autre variante de réalisation est représentée sur la fig. 8, dans laquelle le récepteur 77 alimenté par les aériens directifs 86 et le chercheur 87 comporte deux étages de sortie 78 et 79 dont les tensions de polarisation sont fournies par un distributeur 80 réalisé de toute manière connue et consistant par exemple en un circuit alimentant par des tensions alternatives et en opposition de phase les étages 78 et 79 de manière que, lorsque la lampe 79 est en fonctionnement, la lampe 78 est bloquée et inversement.
En synchro- nisme avec cette commutation des étages de sortie 78 et 79, le circuit de lever de doute du récepteur (non représenté), qui est relié à l'antenne verticale ou non directive 81, est placé en état de fonctionnement et de nonfonctionnement respectivement par un commutateur électronique par exemple ; ainsi, ce circuit de lever de doute peut être rendu actif chaque fois que l'étage de sortie 78 est mis en fonctionnement et bloqué chaque fois que l'étage de sortie 79 fonctionne.
On réalise de cette façon, par des moyens entièrement électoniques, la commutation permettant de faire apparaître simultanément l'image de relèvement et l'image de lever de doute sur l'écran du tube à rayons cathodiques utilisé comme indicateurdontles paires orthogonales d'enroulements ou bobines de déviation 89 et 83 sont respectivement connectées aux étages de sortie 78 et 79.
Le circuit 80 alimentant en tensions de polarisation les différents étages de sortie et de lever de doute peut être réalisé de toute manière connue, et notamment en utilisant un générateur de tension sinusoïdale dont on redresse les deux alternances servant à bloquer l'étage 78 par exemple et l'autre étage 79.
D'une manière générale, si on désire évi- ter l'emploi de deux systèmes de déviation différents ou mis alternativement dans une position de phase décalée de 90 , la commutation peut être effectuée non plus sur les étages de sortie ou les systèmes de déviation orthogonaux, mais sur les bobinages d'un chercheur radiogoniométrique comportant deux rotors bobinés perpendiculairement, ou encore de façon à produire le décalage de 90 entre l'image de relèvement et l'image de lever de doute.
Pour differencier les deux indications de relèvement et de lever de doute, on peut utiliser le procédé décrit à propos du circuit de la fig. 1, afin de faire apparaître en pointillé l'une des images, celle du lever de doute de préférence. Ceci peut être réalisé quelle que soit la nature de la commutation mécanique, électronique ou semi-électronique. Il est tou- jours possible de moduler une tension de balayage à une fréquence très grande par rapport à la fréquence de la tension de balayage.
Dans le cas particulier envisagé à propos de la fig. 8. on peut également réaliser la commutation de manière telle qu'une image apparaisse d'une luminosité plus grande que l'autre ; il suffit pour cela de décaler le point de fonctionnement de la détection, de façon qu'elle ne soit plus symétrique, c'est-à-dire qu'une lampe soit bloquée pendant un temps plus long que l'autre.
Dans le cas où l'on utilise une commutation mécanique comme dans le cas d'utilisation d'une commutation électronique, on prévoit également d'effectuer la commutation par variation de polarisation de lampe de cou- plage constamment reliée à chacun des deux chercheurs ou de lampes servant de lampes de liaison entre les stators et les aériens, au lieu d'utiliser des lampes amplificatrices.
Les différents exemples de réalisation qui viennent d'être décrits se rapportent plus par ticulièrement à des systèmes radiogoniomé- triques dans lesquels le chercheur et les éléments de balayage tournent à une vitesse de l'ordrede 50 tours par seconde par exemple, la cadence de commutation des images de relè- vement et de lever de doute s'effectuant à une fréquence moindre, de façon qu'il y ait au moins une révolution complète de balayage pour l'apparition de chaque image lors de la commutation alternative ; cette commutation est supposée alors être de l'ordre de dix à quinze images. à la seconde.
On peut, au contraire, effectuer la commutation à une fréquence beaucoup plus ra pide. Ceci sera d'autant plus facile à obtenir que l'on emploiera des moyens purement électroniques, et cette commutation peut alors s'effectuer à une fréquence de l'ordre de plusieurs milliers de périodes à la seconde par exemple, le spot prenant alternativement les positions qu'il occuperaitdans chaque commutation pendant le temps où cette commutation demeure dans chaque position. Les deux images sont ainsi formées de façon pratiquement simultanée, le spot décrivant successivement une petite portion de chacune d'elles.
Il est clair que les exemples de réalisation décrits et montrés ne limitent en rien le domaine d'application de l'invention qui peut également être appliquée à la mesure de phases ou autres grandeurs électriques, de ré pétition d'angles à distance, etc. dans des systèmes de radiogoniométrie.
Indicator device in particular for measuring angles.
The present invention relates to an indicating device, in particular for measuring angles, and applies in particular to radio direction finders, phasemeters and remote angle repeaters.
In such devices, it is often advantageous to be able to obtain at least two simultaneous indications on the same indicating device. In instantaneous direction finders, for example, it may be desirable to have an indication of the main direction and a second indication making it possible to take stock by crossing the two directions, or else to have simultaneously an indication of direction presenting a inherent an uncertainty of 180 on its direction and an indication defining the direction of the indication of direction.
Likewise, in the case of phasemeters or remote angle repeaters, it may be desirable to display on a single indicator both a fixed mark indication and a variable indication giving the desired measurement, the indication of. mark thus having an automatically adjusted position.
The object of the present invention is to provide means for showing on the screen of an indicating device, such as a cathode ray tube, two or more simultaneous indications and means for visually differentiating these various indications.
The indicating device according to the invention which is used in particular for measuring angles and in which at least two simultaneous indications can be obtained on the screen of an indicating device is characterized by means for switching these indications to the screen to a rate such that they appear permanently on said screen.
Said switching means can be mechanical, electronic, semi-electronic or electromagnetic.
In addition, these switching means can be particularly arranged to act by AC blocking by grid polarization of vacuum discharge lamps forming part of the receiver circuit, while at the same time switching, if necessary, the connections of the circuit to remove any doubt. at. u eir- cuit receiver.
One of the simultaneous excitations thus obtained can be differentiated from the others in that it appears in dotted lines on the screen of the oscillograph, this appearance being achieved by the application of an additional control voltage, of frequency greater than that of the scan, on suitable electrodes of the cathode ray tube at this high frequency during the corresponding period of the scan in which this image is formed.
In an example of application to a direction-finding circuit of the device according to the invention, two distinct transmission channels are provided in the receiver, and these two channels are alternately blocked by means of two series of complementary pulses provided. by an electrical pulse generator of any known type. The channels thus alternately control the scanning of the cathode ray tube used as an indicator to make two different images appear on its screen. appear simultaneous to the observer. These two images may correspond either to two direction indications from different transmitting stations, or to a direction indication and an indication to remove doubt from a single station.
In either case, the auxiliary image may appear dotted by means of the application to an electrode such as the cathode ray tube control grid of a higher frequency voltage derived from the pulse generator circuit. or obtained in any other manner synchronized so as to be applied to said control electrode only during the periods of operation of one of the channels.
In other examples of application of the invention to direction-finding circuits, it is possible to use arrangements of electro-mechanical relays controlled periodically to perform the necessary scan switching.
Embodiments of the object of the invention will be explained in detail in the following description given in connection with the accompanying drawings, given by way of example and in which:
FIG.] Shows, schematically, an example of a direction-finding circuit making it possible to obtain two simultaneous direction indications on the same oscillograph dial;
graph;
Fig. 2 is a diagram used in the description of the operation of the circuit of FIG. 1;
Fig. 3 represents the indications which appear on the screen of the cathode ray tube Indicator of fig. 1;
Fig. 4 shows an example of a radio-goniometric circuit provided with a system for removing doubt;
Fig. 5 shows the indications which appear on the indicator cathode ray screen of FIG. 4, and
figs. 6, 7 and 8 show, sehematically, examples of radiogoniometric circuits also making it possible to simultaneously display on the screen of the cathode ray tube used as an indicator both the angle and direction indications.
Referring to fig. 1, the circuit represents enables the indication of two directions on the same cathode ray tube. 1 and 2 denote two perpendicular stators connected to a fixed aerial or a set of orientable aerials. The dear goniometric generator 3 is connected to two high frequency amplifying lamps 4 and 5. The lamp 6 consists, for example, of a frequency exchange lamp arranged to be associated with the lamp 4, the assembly 4, 6 being a single control. capacity, as indicated by button 7.
The lamp 8 is a frequency exchange lamp similar to the lamp 6 and the assembly 5, 8 is tuned by variable capacity by means of the single control 9; the lamps 6 and 8, after having effected the change of frequency, supply the amplifier 20, the output circuit of which is connected to the scanning circuit 10 consisting for example of a coil rotating around the cathode ray tube 11 used as an indicator.
In this circuit, the two sets 4, 6 and 5, 8 are arranged to operate alternately. Assuming that the assembly 4, 6 is switched on and that the, s lamps operate normally as well as the amplifier 20, one then obtains on the screen 12 of the cathode ray tube 11 a conventional image of Direction finding 13. The direction finder 3 and the circular scanning coil 10 rotate in synchronism and the radial modulation is effected in the coil 10 by varying the shape of the detected and amplified current exiting the amplifier 20.
By connecting the grid-connection returns of assembly 4, 6 through line 14 to a top generator 15 of any suitable structure, operation. of the receiver 20 will be periodically interrupted. Thus, for example, in FIG. 2, there is shown at A currents of rectangular shapes having the positive parts t1, t3, t5.
This current can be applied to the grids of lamps 4 and 6, so that these lamps only transmit current for the duration of tops t1, t3, t5. The image 13 will only appear on the screen 12 of the cathode ray tube during times t1, t3, t5. The duration of the tops t1, t3, t5 must be chosen so that there is at least one complete image 13 on the screen 12 during each signal, or at least that the image 13 appears a sufficient number of times per second to ensure its luminous persistence. This repetition rate should in practice be at least 15 complete images per second. This condition is therefore largely satisfied with usual speed scans of about 50 images per second.
If now we control the grid returns of the assembly 5, 8 by means of a line 16 by the pulse generator 15, but with a rectangular current complementary to the current A, for example as shown at B in FIG. 2, the set 5, 8 will be put into service in the quiescent intervals of the set 4, 6. A second image is obtained on the cathode ray tube if the capacitors 'lamps' 5 and 8 are set to one. emission by command 9, while the capacitors of lamps 4 and 6 are set to another emission by command 7. Each of the images thus obtained will give the direction of a station.
It should be noted that it is not essential that the reetangular currents in. gen- dures by the generator 15 are strictly complementary; it is not necessary that they. are strictly rectangular. It suffices that the operation of the sets 4, 6 and 5, 8 be alternated.
In order to facilitate understanding of the indications obtained and to distinguish the main images from a secondary image, provision is made to modulate the grid 17 of the cathode ray tube 11 ′ so as to make one of the images appear in dotted lines, for example. image 18 (fig. 3), while the main image 19 appears as a solid line.
In order to perform this modulation, we use the tops t2, t4, t6 of curve B in fig. 2 to control the transmission on the gate 17 of voltage peaks at much higher frequencies, of the order of 10,000 periods per second for example, as shown at W in FIG. 2. At each voltage peak, the. grid 17 ud, cathode ray tube 11 becomes strongly negative, which corresponds to an extinction or at least to a very notable reduction in the brightness of the spot. A curve is thus produced which appears bridged on the screen.
In the embodiment described, the lamps 4 and 5 can be left permanently connected and only act on the operation of the frequency changing lamps 6 and 8. In another way, instead of ensuring the AC blocking. of these lamps by the return of the grid polarizations, we can shoot induction or other circuits, inserted in the output circuit, of these lamps by rectifying valves made positive, by the tops of the tectaugular current db fae, we can alnortir alternatively one or the other circuit.
Instead of using two manual controls of the tuning capacitors, it is possible to provide a single variable capacitor provided with additional capacitors or any other suitable device for carrying out automatic control on predetermined frequencies.
For instant reading direction finders particularly arranged for observation. tion of signals of very short duration (of the order of a second, for example), a direction-finding circuit of the type shown in FIG. 4.
The direction-finding receiver 95 has its input circuits supplied by the rotor 24 of the direction-finding finder 23 which is itself connected to the two perpendicular frames 21 and 22. In place of these circuits, any other device with a directional diagram commonly employed in radiogoniometry.
The direction finder 23 shown in Ia. fig. 4 is driven, for example, by a motor 27 which itself drives a system of magnetic coils 28 rotating around the cathode ray tube 31 which serves as an indicator. The magnetic deflection device 28 rotating around the tube consists of a pair of deflection coils 29 and 30 and another pair of deflection coils 32 and 33 orthogonal to the previous one. A common point of the two pairs of magnetic deflection coils is connected by the ring 34 to the high voltage of the receiver 35.
The input terminals of the two orthogonal magnetic circuits are connected to the two other rings 35 and 36 of the collector.
When the receiver 25 is by means of the key 46 in the lifting position. t., that is to say, when its input circuit is connected directly to the finder scope rotor and its output circuit to the ring 36, as is the case in fig. 4. and when the seeker-motor-deviation system assembly rotates continuously, a conventional direction-finding image is obtained.
38, 39 (fig. 5) which allows to know up to 180 "the direction of transmission on which the receiver 25 is set.
By lowering the key to remove doubt from the circuit of fig. 4 in the position to remove any doubt, on the one hand, a high-frequency voltage coming from the antenna is introduced into the receiver which is suitably superimposed in amplitude and phase on that of the searcher and which has the effect of bringing two by two the reception minima which are no longer at 180. On the other hand, this operation connects the output of the receiver to the ring 35 of the collector thus supplying a deflection system perpendicular to the previous one.
If there was no high frequency voltage coming from the antenna. the result of this new position on the deviation of the spot would be to produce an image identical to the previous one but shifted by 90 ′ and occupying position 42, 43.
But the fact of adding an antenna current bringing the minima two by two. reception produces images 44, 45 whose angle 47 depends on the magnitude of the antenna current. The folding takes place either around the branch 39 or around the branch 38 of the directional image according to the phase of the antenna current, that is to say followed, nt the true direction of the direction. direction of the issuer. By convention, when the folding is carried out in the manner indicated in fig. 5, the true direction of emission is 40, not 41.
When the direction-finding transmission consists of very short signals, the operator generally does not have sufficient physiological reactions to operate the key and make the image appear folded over the duration of the received signal. It is then necessary to provide means for showing both the conventional direction-finding image and a second image making it possible to determine the direction of the direction indication obtained.
This simultaneous appearance of the two images is obtained in embodiments of the device according to the invention by replacing the manual key to remove doubt 46 by a mechanical, electronic or semi-electronic device automatically performing the alternating switching of the two positions to a sufficient frequency to allow simultaneous observation of the two recovery images and to remove any doubt.
Various variant embodiments allowing both to obtain this result are shown in FIGS. 6, 7 and 8. In the circuit, of, fig. 6, the direction-finding receiver 48 is connected by means of a finder 49 to a set of orthogonal aerials 50 and 51.
On the other hand, the dispelling antenna 52 and the associated phase shifting circuits 53 supply high frequency current, through the relay 54, to the input circuits of the receiver 48. When the upper armature 55 of relay 54 comes to its contact 56, the receiver operates in the position to remove doubt, that is to say that the minima of the envelope curve of the current leaving the receiver 48 are brought together two by two.
However, the relay; 54 also controls the position of the armature 57 on either of the contacts 58 and 59 and distributes the current from the output lamp 60 either to the deflection element 61 or to the control element. . deviation 62 of the cathode ray tube used as an indicator.
In its raised position, the armature 55 is not, on its contact 56, the receiver 48 feeds the deflection coil 62 and gives the image of the direction 63 having two sheets at 180. When the relay makes contact 55-56, it also makes contact 57-58 and the output circuit 60 of the receiver feeds the deflection coil 61.
The circuit is then in the position to remove any doubt, the circuits 53 being connected to the receiver, and the image is deformed in the suitable manner, after rotation of 90, to give the image 64 on the screen of the receiver. cathode ray tube.
Relay 54 is powered by intermittent contact 65; this intermittent contact is controlled for example by the cam 66 wedged at the end of the shaft of a small synchronous motor 67. The contact 65 can therefore be established a certain number of times per second. Relay 54 switches. therefore periodically the doubt circuits 53 on and off at the same time as it switches the deflector coils 61 and 62 of the oscillograph.
If the motor is running at a sufficiently fast speed or if the switching is carried out at a sufficiently high speed or if the fluorescent substance is such as to ensure a persistence of the light indications, one will have the impression of the persistence of the lights. two images that will appear superimposed.
Although a relay has been shown to effect the alternating switching, the cam 66 could be used to directly control the contacts 55-56 and 57-58-59. The choice of the profile of the cam makes it possible to control the respective durations of the lifting operation and of the operation to remove any doubt.
Ira fig. 7 shows another example of an embodiment of such a direction finder for automatic removal of doubt, in which the receiver 68 comprises two output stages 69 and 70 each connected to a deflection system 71 or 72 of the cathode ray tube used as an indicator.
Relay 73 then operates in the manner discussed with respect to relay 54 in FIG. 6, that is to say under the control of the cam 74 driven by the motor 76 but, in order to avoid cutting relatively large currents, it alternately switches the feedback circuits of the gates of the output stages 69 and 70 of the receiver on a strongly negative polarization 88, alternately suppressing the operation of one or the other of the lamps 69 and 70.
This arrangement makes it possible to avoid breaking current filtering circuits and the parasites which could result therefrom, and therefore distortions of the images on the fluorescent screen. In this variant embodiment, it is also possible to directly control the contacts for alternating operation of the output lamps 69 and 70 by the cam 74.
Any other combination can moreover be used starting from a) low current such as a return current from the gate of an amplifier lamp to control the establishment of an operating regime or to remove it in order to supply power. either the deflector elements 71 or the deflector elements 72.
It is also possible to use any other deflection system other than that shown. So. in the case of using a resistance potentiometer for circular scanning, it is possible to switch, by means of a relay such as that of fig. 6, not the deflection coils 61, 62, but the connections supplying a rectangular deflection system by rotating by 90 "by this switching the phase of the image obtained.
Another variant embodiment is shown in FIG. 8, in which the receiver 77 supplied by the directional aerials 86 and the searcher 87 comprises two output stages 78 and 79 whose bias voltages are supplied by a distributor 80 produced in any known manner and consisting for example of a circuit supplying by alternating voltages and in phase opposition the stages 78 and 79 so that, when the lamp 79 is in operation, the lamp 78 is blocked and vice versa.
In synchronism with this switching of the output stages 78 and 79, the doubt-removing circuit of the receiver (not shown), which is connected to the vertical or non-directional antenna 81, is placed in an operating and non-operating state. respectively by an electronic switch for example; thus, this doubting circuit can be made active whenever output stage 78 is turned on and blocked whenever output stage 79 is operating.
In this way, by entirely electronic means, the switching is carried out making it possible to simultaneously display the image of recovery and the image to remove doubt on the screen of the cathode ray tube used as indicator of which the orthogonal pairs of windings or deflection coils 89 and 83 are respectively connected to the output stages 78 and 79.
The circuit 80 supplying the various output stages with bias voltages and to remove doubts can be produced in any known manner, and in particular by using a sinusoidal voltage generator of which the two halfwaves are rectified, serving to block stage 78, for example. and the other floor 79.
In general, if it is desired to avoid the use of two different deflection systems or alternatively placed in a phase shifted position of 90, the switching can be carried out either on the output stages or on the deflection systems. orthogonal, but on the coils of a direction-finding finder comprising two rotors wound perpendicularly, or again so as to produce the offset of 90 between the bearing image and the image to remove any doubt.
To differentiate between the two indications of bearing and of removing doubt, one can use the process described with regard to the circuit of FIG. 1, in order to make one of the images appear in dotted lines, preferably that of raising doubts. This can be achieved regardless of the nature of the mechanical, electronic or semi-electronic switching. It is always possible to modulate a sweep voltage at a very large frequency relative to the frequency of the sweep voltage.
In the particular case considered with regard to FIG. 8. Switching can also be carried out in such a way that one image appears of greater brightness than the other; it suffices for this to shift the operating point of the detection, so that it is no longer symmetrical, that is to say that one lamp is blocked for a longer time than the other.
In the case where a mechanical switching is used as in the case of the use of an electronic switching, provision is also made to perform the switching by variation of the polarization of the coupling lamp constantly connected to each of the two researchers or lamps serving as connecting lamps between the stators and the aerials, instead of using amplifying lamps.
The various embodiments which have just been described relate more particularly to direction finding systems in which the finder and the scanning elements rotate at a speed of the order of 50 revolutions per second, for example, the switching rate. recovery and dispelling images taking place at a lower frequency, so that there is at least one complete scan revolution for each image to appear during the alternating switching; this switching is then assumed to be of the order of ten to fifteen images. per second.
On the contrary, it is possible to perform the switching at a much steeper frequency. This will be all the easier to obtain if purely electronic means are used, and this switching can then be carried out at a frequency of the order of several thousand periods per second for example, the spot taking alternately the positions that it would occupy in each switching during the time when this switching remains in each position. The two images are thus formed practically simultaneously, the spot successively describing a small portion of each of them.
It is clear that the embodiments described and shown in no way limit the field of application of the invention, which can also be applied to the measurement of phases or other electrical quantities, of remote angle repetition, etc. in direction finding systems.